CN101885613B

CN101885613B - 电子陶瓷成型用粘合剂及其制备方法

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Publication number: CN101885613B
Application number: CN2010102394118A
Authority: CN
Inventors: 王娟娟; 赵康
Original assignee: Xian University of Technology
Current assignee: Xian University of Technology
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-07-29
Also published as: CN101885613A

Abstract

本发明公开了一种电子陶瓷成型用粘合剂，按照质量百分比由以下原料组成：聚乙烯醇缩丁醛7.31%-10.12%，聚乙二醇-4001.69%-3.37%，邻苯二甲酸二丁酯3.09%-4.21%，深海精炼鱼油0-0.56%，甲苯54.49%-58.61%，异丙醇27.25%-29.3%，以上组分的质量百分比总和为100%。本发明还公开该粘合剂的制备方法，称取的各原料按照聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇-400、邻苯二甲酸二丁酯、深海精炼鱼油、甲苯、异丙醇的顺序，依次装入尼龙球磨罐中用球磨工艺加工，再注入容器内，静置除泡，即制得。制备的粘合剂稳定性好、透明度高、粘度大，且降低了成本。

Description

电子陶瓷成型用粘合剂及其制备方法

技术领域

本发明属于粘合材料技术领域，涉及一种电子陶瓷成型用粘合剂，本发明还涉及该粘合剂的制备方法。

背景技术

粘合剂是一种在材料或产品成型过程中应用的，可以帮助成型效果的助剂。粘合剂往往由多种组分构成，但基本功能成分有三部分，即主料、助剂和溶剂。可用作粘合剂的主料有很多种，一般都是高聚物，如聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛等；助剂一般是加入后能对粘合剂及其使用体系起到增韧增塑效果的试剂，如芳香酯、聚二醇等系列；溶剂所起的作用是溶解所有物料，主料和助剂决定了溶剂的种类和用量。一般的有机溶剂均可以充当粘合剂的溶剂，如甲苯、丙酮、乙醇、丁醇、环己烷等；也可以用水作为溶剂，但主料和助剂均需要能够溶于水，故从溶剂的角度，粘合剂又可以分为以有机溶剂为溶剂的粘合剂，称为油溶性粘合剂；以水作为溶剂的粘合剂，称为水溶性粘合剂。

电子陶瓷是指力学性能稳定，耐腐蚀和老化性能好，尤其是因为电学性能优异而在电子、通讯、汽车、机械、纺织等行业得以应用的陶瓷材料。如压电材料，它可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形。这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用，如用作驱动器、能量转换器、传感器、频率控制器件等，而且新一代的压电材料还具有条件反射和指令分析的能力。压电材料的这种独特功能, 使其在智能材料系统中具有更广阔的应用前景。目前，随着工业化技术的进步，电子、机械、能源、通讯、汽车等行业也会愈发蓬勃，因此电子陶瓷及其产品的应用还会繁荣胜昔。

电子陶瓷及其产品在材料成型中，为了改善成型工艺和成型效果，往往需要加入粘合剂，大多在产品成型后，再排去大部分粘合剂。所有的有机物经过溶解，与助剂配合，均可以充当陶瓷成型用粘合剂，但只有粘合剂中主料、助剂和溶剂比例恰当，所选物料合适时，制备的粘合剂才能性能稳定、透明度好、外观美观、粘度合适，而且对一定的陶瓷材料产品的最终性能无不良影响。目前能用于电子陶瓷产品成型用的粘合剂主要有丙烯酸系列和聚乙烯醇基两种，但丙烯酸用于电子陶瓷成型有一个很大的缺点，即浆料稳定性差；而聚乙烯醇基粘合剂则存在浆料粘弹性差，使用不方便等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子陶瓷成型用粘合剂，性能好、透明度好、实用性强,应用于压电、介电等电子陶瓷产品成型过程当中。

本发明的另一目的是提供上述粘合剂的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种电子陶瓷成型用粘合剂，按照质量百分比由以下原料组成：

聚乙烯醇缩丁醛 7.31%-10.12%，聚乙二醇-400 1.69%-3.37%，

邻苯二甲酸二丁酯 3.09%-4.21%，深海精炼鱼油0-0.56%，

甲苯 54.49%-58.61% ，异丙醇 27.25%-29.3%，

以上组分的质量百分比总和为100%，其中，深海精炼鱼油化学成分为纯度大于98%的高度不饱和脂肪酸。

本发明所采用的另一技术方案是，电子陶瓷成型用粘合剂的制备方法，具体按照以下步骤进行：

步骤1

按照质量百分比，分别称取7.31%-10.12%的聚乙烯醇缩丁醛，1.69%-3.37%的聚乙二醇-400，3.09%-4.21%的邻苯二甲酸二丁酯，0-0.56%深海精炼鱼油，54.49%-58.61%的甲苯，27.25%-29.3%的异丙醇，以上组分的质量百分比总和为100％，其中深海精炼鱼油化学成分为纯度大于98%的高度不饱和脂肪酸；

步骤2

将步骤1称取的各原料按照聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇-400、邻苯二甲酸二丁酯、深海精炼鱼油、甲苯、异丙醇的顺序，或按照聚乙烯醇缩丁醛、邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇－400、深海精炼鱼油、甲苯、异丙醇的顺序，分别依次装入尼龙球磨罐中，用球磨工艺加工，采用氧化锆磨球作为球磨介质，得到混合胶体；

步骤3

在步骤2得到的混合胶体中分离出氧化锆球，再将混合胶体注入容器内，静置，除泡，即制得粘合剂。

采用本发明方法制得的粘合剂可用于一切电子陶瓷器件，如汽车内置的振动传感器、控制器壳体、动态燃料注射喷嘴、大功率超声器件、高温高频振动计、高温流量计、耐高温分蜂鸣器、高温传感器、驱动器等的成型过程中。制备工艺步骤简单、重复性好、性能稳定，为电子陶瓷成型提供了一种实用的粘合剂。所制备的粘合剂的性能与现有技术中同类粘合剂相比，稳定性好、透明度高、粘度大，且降低了成本，在电子陶瓷成型过程中替代其它同类粘合剂使用，并不影响电子陶瓷产品的性能。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的电子陶瓷成型用粘合剂，按照质量百分比由以下原料组成：

聚乙烯醇缩丁醛 7.31%-10.12%，聚乙二醇-400 1.69%-3.37%，

邻苯二甲酸二丁酯 3.09%-4.21%，深海精炼鱼油0-0.56%，

甲苯 54.49%-58.61%，异丙醇 27.25%-29.3%，

本发明的电子陶瓷成型用粘合剂，优选方案为，按照质量百分比由以下原料组成：

聚乙烯醇缩丁醛 8.2%-9.02%，聚乙二醇-400 1.89%-3.2%，

邻苯二甲酸二丁酯 3.66%-4.14%，深海精炼鱼油0.3%-0.45%，

甲苯 55.59%-57.99%，异丙醇 27.6%-27.96%，

本发明的电子陶瓷成型用粘合剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1

步骤2

将步骤1称取的各原料按照聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇-400、邻苯二甲酸二丁酯、深海精炼鱼油、甲苯、异丙醇的顺序，或者按照聚乙烯醇缩丁醛、邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇－400、深海精炼鱼油、甲苯、异丙醇的顺序，分别依次装入尼龙球磨罐中，用球磨工艺加工，采用氧化锆磨球作为球磨介质，得到混合胶体；

其中，在球磨工艺中可以采用行星球磨机或者转筒球磨机进行球磨，采用行星球磨机球磨时间为12-24小时，转速为200-300转/分；采用转筒球磨机球磨时间为12-24小时，转速为400-600转/分；

步骤3

分离出步骤2加工后的氧化锆球，再将制得的混合胶体注入容器内，静置，除泡，即制得。

本发明经大量的实验室研究实验，结果表明，制备工艺步骤简单、重复性好、性能稳定，为电子陶瓷成型提供了一种实用的粘合剂。所制备的粘合剂的性能与现有技术中同类粘合剂相比，稳定性好、透明度高、粘度大，且降低了成本，在电子陶瓷成型过程中替代其它同类粘合剂使用，并不影响电子陶瓷产品的性能。本发明可用于一切电子陶瓷器件的制备。

实施例1

以生产本发明的粘合剂500g为例，按照质量百分比，取聚乙烯醇缩丁醛8.82%、聚乙二醇-400 2.53%、邻苯二甲酸二丁酯3.93%、深海精炼鱼油0.42%、甲苯56.20%、异丙醇28.10%，则各原料质量为：

聚乙烯醇缩丁醛 44.10g

聚乙二醇-400 12.65g

邻苯二甲酸二丁酯 19.65g

深海精炼鱼油 2.10g

甲苯 281.00g

异丙醇 140.50g

将氧化锆磨球预先装入1L尼龙球磨罐中，将称取的各原料分别装入球磨罐中，投料顺序为聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇-400、邻苯二甲酸二丁酯、深海精炼鱼油、甲苯和异丙醇；将球磨罐加盖，封装在行星球磨机上，在300转/分转速下球磨12小时，中间不必开罐放气，之后静置，等待温度下降后开罐。分离出氧化锆球，将混合胶体注入容器内，静置，除泡。

观察制备粘合剂的稳定性、透明度、色泽等外观，测试其在室温下的粘度，有关性能参数为，稳定性：两年未分层，透明度：透亮，外观：粘稠状流体，色泽：淡黄色，室温粘度：1500 mPa.s。

实施例2

以生产本发明的粘合剂500g为例，按照质量百分比，取聚乙烯醇缩丁醛8.2%、聚乙二醇-400 1.89%、邻苯二甲酸二丁酯3.66%、深海精炼鱼油0.3%、甲苯57.99%、异丙醇27.96%，则各原料质量为：

聚乙烯醇缩丁醛 41.00g

聚乙二醇-400 9.45g

邻苯二甲酸二丁酯 18.3g

深海精炼鱼油 1.5g

甲苯 289.95g

异丙醇 139.8g

将氧化锆磨球预先装入1L尼龙球磨罐中，将称取的各原料分别装入球磨罐中，投料顺序为聚乙烯醇缩丁醛、邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇-400、深海精炼鱼油、甲苯和异丙醇；将球磨罐加盖，封装在行星球磨机上，在200转/分转速下球磨24小时，中间不必开罐放气。之后静置，等待温度下降后开罐。分离出氧化锆球，将混合胶体注入容器内，静置，除泡。

实施例3

以生产本发明的粘合剂500g为例，按照质量百分比，取聚乙烯醇缩丁醛9.02%、聚乙二醇-400 3.2%、邻苯二甲酸二丁酯4.14%、深海精炼鱼油0.45%、甲苯55.59%、异丙醇27.6%，则各原料质量为：

聚乙烯醇缩丁醛 45.1g

聚乙二醇-400 16g

邻苯二甲酸二丁酯 20.7g

深海精炼鱼油 2.25g

甲苯 277.95g

异丙醇 138g

将氧化锆磨球预先装入1L尼龙球磨罐中，将称取的各原料分别装入球磨罐中，投料顺序为聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇-400、邻苯二甲酸二丁酯、深海精炼鱼油、甲苯和异丙醇；将球磨罐加盖，封装在转筒球磨机上，在600转/分转速下球磨12小时，中间不必开罐放气。之后静置，等待温度下降后开罐。分离出氧化锆球，将混合胶体注入容器内，静置，除泡。

实施例4

以生产本发明的粘合剂500g为例，按照质量百分比，取聚乙烯醇缩丁醛7.31%、聚乙二醇-400 1.69%、邻苯二甲酸二丁酯 3.09%、甲苯58.61%、异丙醇29.3%，则各原料质量为：

聚乙烯醇缩丁醛 36.55g

聚乙二醇-400 8.45g

邻苯二甲酸二丁酯 15.45g

甲苯 293.05g

异丙醇 146.5g

将氧化锆磨球预先装入1L尼龙球磨罐中，将称取的各原料分别装入球磨罐中，投料顺序为聚乙烯醇缩丁醛、邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇-400、甲苯、异丙醇；将球磨罐加盖，封装在转筒球磨机上，在400转/分转速下球磨24小时，中间不必开罐放气。之后静置，等待温度下降后开罐。分离出氧化锆球，将混合胶体注入容器内，静置，除泡。

实施例5

以生产本发明的粘合剂500g为例，按照质量百分比，取聚乙烯醇缩丁醛10.12%、聚乙二醇-400 3.37%、邻苯二甲酸二丁酯4.21%、深海精炼鱼油0.56%、甲苯54.49%、异丙醇27.25%，则各原料质量为：

聚乙烯醇缩丁醛 50.6g

聚乙二醇-400 16.85g

邻苯二甲酸二丁酯 21.05g

深海精炼鱼油 2.8g

甲苯 272.45g

异丙醇 136.25g

将氧化锆磨球预先装入1L尼龙球磨罐中，将称取的各原料分别装入球磨罐中，投料顺序为聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇-400、邻苯二甲酸二丁酯、深海精炼鱼油、甲苯和异丙醇；将球磨罐加盖，封装在转筒球磨机上，在500转/分转速下球磨18小时，中间不必开罐放气。之后静置，等待温度下降后开罐。分离出氧化锆球，将混合胶体注入容器内，静置，除泡。

观察制备粘合剂的稳定性、透明度、色泽等外观，测试其在室温下的粘度。有关性能参数为，稳定性：两年未分层，透明度：透亮，外观：粘稠状流体，色泽：淡黄色，室温粘度：1500 mPa.s。

从以上实施例可以看出，配方和工艺相同的粘合剂，生产量不同，所制备的粘合剂均有稳定性好，透亮度高等特点，外观为室温下淡黄色流体状，粘度为1500 mPa.s，粘度大，且降低了成本，应用于压电、介电等电子陶瓷产品成型过程当中。

Claims

1.一种电子陶瓷成型用粘合剂，其特征在于，按照质量百分比由以下原料组成：

聚乙烯醇缩丁醛 7.31%-10.12%，聚乙二醇-400 1.69%-3.37%，

邻苯二甲酸二丁酯 3.09%-4.21%，深海精炼鱼油0-0.56%，

甲苯 54.49%-58.61% ，异丙醇 27.25%-29.3%，

2. 根据权利要求1所述的电子陶瓷成型用粘合剂，其特征在于，按照质量百分比由以下原料组成：

聚乙烯醇缩丁醛 8.2%-9.02%，聚乙二醇-400 1.89%-3.2%，

邻苯二甲酸二丁酯 3.66%-4.14%，深海精炼鱼油0.3%-0.45%，

甲苯 55.59%-57.99%，异丙醇 27.6%-27.96%，

以上组分的质量百分比总和为100%，深海精炼鱼油化学成分为纯度大于98%的高度不饱和脂肪酸。

3.一种如权利要求1所述电子陶瓷成型用粘合剂的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1

步骤2

步骤3

4. 根据权利要求3所述的电子陶瓷成型用粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2球磨工艺中采用行星球磨机进行球磨，球磨时间为12-24小时，转速为200-300转/分。

5. 根据权利要求3所述的电子陶瓷成型用粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2球磨工艺中采用转筒球磨机进行球磨，球磨时间为12-24小时，转速为400-600转/分。